泥沙淤积计算
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丰宁抽水蓄能电站泥沙淤积及防沙措施研究刘书宝【摘要】通过丰宁抽水蓄能电站防沙问题的研究,阐述了此类电站泥沙淤积带来的工程问题以及通过建设下水库拦排沙系统、对拦沙库的洪水进行合理调度,使抽水蓄能电站在使用基准期内正常运行.通过泥沙淤积数学模型计算和物理模型试验对排沙措施和防沙效果进行了比较和分析.【期刊名称】《东北水利水电》【年(卷),期】2010(028)012【总页数】3页(P21-22,38)【关键词】抽水蓄能电站;下水库;拦排沙系统;模型试验【作者】刘书宝【作者单位】中国水电顾问集团公司北京勘测设计研究院,北京,100024【正文语种】中文【中图分类】TV1451 抽水蓄能电站泥沙问题丰宁抽水蓄能电站位于滦河干流,泥沙问题十分突出。
丰宁抽水蓄能电站利用滦河干流上已建成的丰宁水电站水库为下水库,下水库正常高水位1 061 m,死水位1 042 m,装机3 600 MW。
根据2008年实测的水库淤积横断面估算水库多年平均入库沙量为171万m3,正常蓄水位库沙比为34,属泥沙淤积非常严重水库。
库尾丰宁专用水文站2007年实测最大含沙量为152 kg/m3,2008年实测最大含沙量为219 kg/m3,根据淤积计算,如果不采取工程措施丰宁抽水蓄能电站下水库到2020年剩余有效库容将不能满足电站正常运行所需要的有效库容,过机含沙量年平均最大为0.73 kg/m3,年最大为12.7 km3,因此必须采取工程措施处理丰宁抽水蓄能电站下水库的泥沙问题,才能保证电站正常运行。
2 下水库入库沙量的估算丰宁抽水蓄能电站下水库入库沙量采用两种方法估算,一种是利用丰宁水库实测淤积横断面估算,另一种方法是利用丰宁专用水文站水沙关系估算。
1)利用丰宁水库实测淤积横断面估算自2006年以来,丰宁水库库区共进行了5次水库淤积横断面测量,利用水库淤积断面计算的丰宁水库剩余库容见表1。
从表1可见,自2000年11月18日丰宁水库下闸蓄水至2006年10月,水库总淤积量为1 042万m3,多年平均淤积量为174万m3,至2007年11月总淤积量为1 172万m3,多年平均淤积量为167万m3,至2008年11月总淤积量为1 366万m3,多年平均淤积量为171万m3。
淤泥质海岸外航道淤积计算曹祖德;肖辉【摘要】利用水流泥沙输移方程和淤积公式建立了淤泥质海岸上外航道淤积计算公式,通过水槽实验和数值模拟对公式中的参数作了修订,公式计算结果与物模、数模、现场的资料及规范推荐的公式结果一致.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】6页(P55-60)【关键词】外航道淤积;淤泥质海岸;淤积计算【作者】曹祖德;肖辉【作者单位】交通部天津水运工程科学研究院工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456;交通部天津水运工程科学研究院工程泥沙交通行业重点实验室,天津,300456【正文语种】中文【中图分类】U617.6我国海岸线漫长,入海河流泥沙较多,海滨丰富的泥沙在波浪潮流等海洋动力的综合作用下,形成了辽阔的淤泥质海岸。
在淤泥质海岸上修建港口和开辟航道,泥沙淤积不可避免的问题引起了人们关注,如何计算开敞海滩上外航道淤积就成了关注的重点。
计算外航道淤积时,常将不定常潮汐潮流简化为定常水流,由此建立的公式预测外航道淤积与实际情况较一致,满足实际工程建设需要。
本文将通过理论分析将非定常潮汐潮流泥沙问题简化为定常流问题,建立了淤积计算公式,通过水槽实验和数值模拟对公式中的参数作了修订,利用本文公式预测了实际航道扩建后的淤积情况,预测结果与同步进行的物模、数模、实测资料推算以及工程竣工后的淤积监测相比较,结果很一致。
本文建立的公式还与规范推荐的淤积公式进行了对比,两者也非常一致,证明本文建立的外航道淤积计算公式可供实际工程使用。
潮汐、潮流为非定常运动,非定常流体的一维连续方程可用下式表示:式中:ζ为自静止海面向上起算的海面起伏(水位);h为水深;u为流速;x为水平坐标;t为时间坐标。
将式(1)在潮汐时段内取均值,即:式中:Tf为涨潮时段。
式(2)第1项积分取均后得:式中:hΔf为涨潮差,为Tf时的潮位;ζ0为t为0时的潮位。
式(2)中右端第2项可利用牛顿—莱布尼兹微分积分公式写成下式:式(4)中右线第1项方括号显然是涨潮时段的平均单宽流量:式中:为表示涨潮时段的平均单宽流量。
泥沙数学模型计算陈燕平2013282060132 1 数学模型简介本次泥沙淤积分析计算采用武汉水利电力大学研制开发的susbed-2准二维恒定非均匀流输沙模型。
该模型是建立在河流泥沙动力学理论、非均匀悬移质不平衡输沙以及水库淤积与河道冲淤变形研究成果的基础上,解答较为全面,在我省的高桥电站、云龙水库、糯租电站、麻栗坝水库以及漫湾、大朝山等工程设计中被广泛采用,取得了良好的效果。
该模型为《水电水利泥沙工程设计规范》推荐使用的模型之一。
2 上游工程对水电站来水来沙影响分析2.1水利工程影响南盘江流域为我省人口稠密地区,经济相对发达,上游河段有较多的闸坝,人类活动对径流的影响自古即存在。
在上世纪50年代末及60年代初,就修建了较多的中、小型水库。
由于这些水库的灌区都在流域内,本身流域面积也较小,对下游江边街一带干流段径流影响不大。
上游具有调节性能的水库为柴石滩水库。
根据柴石滩水库初设报告,水库正常库容3.4亿m3,兴利库容2.55亿m3,死库容0.85亿m3;水库多年平均输沙量为75.2万t,库沙比599,每年95%约71.4万t的泥沙淤积在库内,约占江边街站的10.5%。
大桥电站来沙应粗略考虑柴石滩水库的拦蓄作用。
同时,柴石滩水库建成至今,由于灌区渠道未配套,一直未发挥农田供水任务。
大桥电站径流计算时,应考虑满足规划水平年上游用户蓄水要求,扣除相应耗水。
2.2水电工程影响上游规划或已建梯级电站均为日调节电站。
由于低水头、大流量发电,平衡年限较短,因此对梯级电站的水量调节及拦沙作用不予考虑。
3 基本资料及参数(1)断面资料大桥电站库区共布置了44个断面,系由2010年实测而得。
断面平均间距1167m,其中断面最大间距为2281m,最小间距为397m。
(2)水沙系列资料根据江边街实测资料得出规划水平年水沙系列过程。
规划水平年柴石滩灌区配套完成,径流过程为扣除上游用水后的“柴石滩下泄+区间径流”过程,来沙量相应考虑水库的拦蓄作用。
文章编号:1005-9865(2004)04-0086-09感潮河段船闸下引航道水沙运动及泥沙淤积杨 红,张幸农(南京水利科学研究院,江苏南京 210024)摘 要:通过建立一维非恒定水流泥沙数学模型,对规则断面引航道中的水流泥沙运动规律及淤积特性进行了数值模拟计算,并对影响感潮河段船闸下泥沙淤积的各种因素(如干支流水位差、开通闸水头差、主流潮差等)进行了深入分析和研究。
研究结果可为有关工程设计及运行管理提供参考。
关键词:感潮河段;引航道;泥沙淤积;数值模拟中图分类号:TV142 文献标识码:AAnalysis on flow and sedi ment movement in approachchannels of tidal river branchesYANG Hong,ZHANG Xing -nong(Nanjing Hydraulic Research Insti tute,Nanjing 210024,China)Abstract:Siltation is a common problem in approach channels of river branches in tidal areas,and it is very complex because of many influ -encing factors.A one -dimensional unsteady numerical model is developed to simulate the movement of flow and sediment in a regular approach channel and to analyze the influence of some factors on siltation.The results supply a scien tific basis for the design and management of pro -jects.Key words:tidal reach;approach channel;siltation;numerical modeling收稿日期:2003-10-10作者简介:杨 红(1977-),山西临猗人,硕士,主要从事水力学与河流动力学研究。
沙质海岸外航道回淤计算方法及其检验马进荣;徐相波;刘信华【摘要】开挖航道的泥沙回淤已经有相对成熟的计算公式,但各公式及其参数的选取需结合具体海域及泥沙条件而定.在沙质海岸外航道回淤计算中,应考虑底沙和悬沙两种形式的淤积.针对现有公式的理论基础及适用条件,探讨了采用组合公式进行计算的方法及可行性.采用半理论半经验公式(刘家驹公式和罗肇森公式)估算了铁山港规划方案外航道开挖后的回淤强度,比较工程竣工和历时一年半后航道地形测图,该方法预报的回淤成果符合实际,说明在沙质海岸采用刘式计算悬沙落淤、采用罗式计算底沙回淤,组合得到航道回淤强度是一种有效的计算方法.%Some formulas have been used to calculate the siltation ratio in offshore waterway. Each formula and its parameters should be set according to the actual conditions of flow and sediment in certain water areas. In sandy coast area, the siltation ratio of waterway should consist of both bed load and suspended load. The method of combining different formulas, which are deduced from different theories and limited in kinds of conditions, is discussed in this paper. The semi-theoretical and semi-empirical formulas, Liu Jia-ju formula and Luo Zhao-sen formula, are applied to calculate sediment siltation ratio in the planned offshore waterway of Tieshan harbor. The results accord well with the natural siltation situation obtained by analyzing the filed data in the waterway measured after the dredging project one and a half years later. It is proved that Liu Jia-ju formula can be used to calculate the suspended load silting and Luo Zhao-sen formula canbe used to estimate the bed load silting in offshore waterway of sandy coast.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】5页(P66-70)【关键词】沙质海岸;航道;泥沙回淤【作者】马进荣;徐相波;刘信华【作者单位】南京水利科学研究院,港口航道泥沙工程交通行业重点实验室,江苏,南京,210029;北海市港务管理局,广西,北海,536000;广西交通规划勘察设计研究院,广西,南宁,530011【正文语种】中文【中图分类】TV148沿海港口建设基本上都涉及到外航道的开挖问题,航道的选线及开挖后回淤速率是关系港口运行成本的重要因素.从泥沙性质区分港址所在海岸,有淤泥质海岸和沙质海岸,尽管港区及航道沿程的泥沙条件千差万别,利用水流和泥沙相互作用的基本理论仍然可以建立半理论半经验的航道回淤预测方法.以刘家驹、罗肇森为代表的老一辈学者分别提出了开挖航道的回淤计算方法,其中刘家驹公式[1-2]被编入《海港水文规范》,这些公式在沿海港口航道新建和扩建过程中得到了广泛应用[3-4].各公式均有较完整的理论体系,但不同公式在同一海域计算的结果均有差别,有些差别还相当大.鉴于泥沙回淤问题的复杂性,在不同的港域应用时需遵循当地的水沙运动特点.通常认为开挖航道的回淤泥沙分悬移质和推移质两部分,但也有学者提出在风浪作用下,引起粉沙质外航道淤积的泥沙有3部分,即上部主体水流的悬移质、临底高浓度水体中的流移质和底沙中的推移质[5].这说明在泥沙回淤机理上的认识并没有统一,推导出的公式在实际工程中不可随便套用.在沙质海岸外航道的泥沙回淤计算中,因底沙回淤所占比例较大而不可忽略,底沙和悬沙的组合计算问题尚有待明确.本文在广西北海港铁山港区航道规划方案研究过程中,采用刘家驹公式对开挖的外航道进行悬沙回淤强度预测,采用罗肇森风浪流共同作用下的底沙输运公式计算底沙回淤,预测工程竣工及其后一年半的回淤强度.1 工程区自然条件广西沿海东部的铁山港地处北部湾东北部顶端,位于109°26'00″~109°45'00″E,21°28'35″~21°45'00″N,港湾形似指状,湾口朝南敞开,呈喇叭状(图1).口门宽32km,全湾岸线长约170km,其中人工海岸约70km.海湾面积约340km2,其中滩涂面积约173km2[6].铁山港潮汐属非正规全日潮[6],没有形成独立的潮波系统,其潮波振动主要受北部湾传入的潮波所控制.在港内,全日分潮效应比半日分潮大得多,潮振幅分布由湾口向湾顶逐渐递增.该港1年中约有60%的时间为1天1次潮,其余时间为1天2次潮.潮汐日不等现象相当显著,此外,还有月不等、年不等现象[6].工程海域潮差为华南沿海最大区域之一.据石头埠多年资料统计,平均潮差2.45m,最大潮差6.25m.平均涨潮历时在13~16 h之间,平均落潮历时为9~12 h,最高潮位6.31 m(理论最低潮面),最低潮位-0.09 m[7].由于涨潮历时大于落潮历时,因此落潮流速一般大于涨潮流速.铁山港主要日分潮椭圆长轴方向与水道走向一致,为S-N向,旋转率在0.03~0.32之间,为逆时针方向旋转.潮流的运动形式,属往复流性质.铁山港沿岸没有实测波浪资料,海域受到东部雷州半岛的掩护,波浪相对较弱.由于铁山湾及其周围海岸无大河注入,地表径流输送泥沙的作用微弱,海区水体含沙量仅为0.001~0.010kg/m3,2005年5月水文测验表明,各垂线平均含沙量为0.009~0.012kg/m3.铁山湾水域沉积物以较粗的砂质物占优势,海湾北段潮流槽分布有砾砂、中砂、中细砂、砂等;两侧浅滩以细砂为主,仅南部浅滩为粗中砂或砂.东槽及两侧浅滩为砂、细中砂、中细砂、粗中砂、中粗砂和砾砂等.西槽自北向南,分布着砾砂和细砂.大牛石西南的边缘沙坝,自岸向海依次分布着砾砂、粗砂、中粗砂和中砂.落潮三角洲东南部较深水域和丹兜港南侧外海分布着粉砂质砂、黏土质砂、中细砂、砂和砂-粉砂-黏土等物质,是细粒沉积物含量较高的区域. 2006年1月13日工程海域沿航道及两侧底质调查表明,近岸区泥沙相对较粗,外侧深水区逐渐细化.航道G点以北底质中径一般在0.3mm以上,最粗采样中值粒径达0.7mm,也有个别点的中径为0.007mm;G点至C点之间包括原航道两侧滩地水域,底质中径一般在0.2~0.5mm之间;中间沙附近底质较粗,中径在0.7mm左右;B点以南底质逐渐变细,航道两侧绝大部分采样点的中径在0.2mm以下,航道中有较细泥沙,中径在0.012mm左右.图1 铁山湾示意图Fig.1 Sketch of Tieshan bay2 工程方案简介铁山港港口建设方案包括航道建设工程方案和铁山港总体布局规划方案,拟先建设外航道,外航道在北海电厂航道基础上升级而成.航道工程方案由广西交通规划勘察设计研究院提供(2006年2月,见图1).航道建设首先实现5万t级标准,然后分阶段实施港域布置并对航道作相应的浚深与拓宽,航道先后达到10万t和15万t级标准.实现5万t级航道需开挖ABC段,浚深至-11.5m,航道宽160m.该段航道于2006年6月竣工,竣工后进行了地形观测,1年半后(2007年12月)又进行了地形检测.3 开挖航道回淤预测本文回顾2006年3月完成的航道回淤预测和现场回淤对比,评价沙质海岸外航道开挖回淤计算公式的适用性.铁山港外航道ABC航段升级至5万t级时,挖深幅度不大,其中A点附近及BC段无需开挖,AB段内开挖区的平均开挖深度相对较小(约2m).因水深改变幅度不大,流速变化也相对较小,仅在开挖区段及附近稍有变化,流速变化值一般仅1cm/s左右.刘家驹的开挖航道回淤估算公式虽然是在淤泥质海岸试验、推导、检验下确定的,但公式的推导理论基础在沙质海岸并没有被破坏.刘家驹认为引起海岸工程泥沙淤积的3个前提条件分别是:第一要有泥沙;第二要有产生泥沙运动的水流动力;第三要有促使泥沙淤积的环境.在沙质海岸上述3个条件也同样具备:沙质海岸近岸水体中同样存在悬移质泥沙,悬沙粒径依然很细,与淤泥质海岸水体的悬沙粒径没有显著差别;沙质海岸开挖航道引起的水流动力减弱形成了水体中悬沙在航道的落淤环境.水体中悬移质泥沙、水流运动及航道工程的相互关系,淤泥质海岸与沙质海岸并没有本质差别,存在差别的主要是水体中泥沙与床面泥沙的交换,沙质海岸床面泥沙补给水体悬沙的沙源相对较少,再悬浮的几率与淤泥质海岸可能有所差别,这将在风浪引起的水体含沙量修正中得到体现.刘家驹推导开挖航道淤积计算公式时将水流输沙在航道的淤积概化为横越航道引起的淤积和顺沿航道引起的淤积,推导过程中应用到的含沙量、水深、流速等主要变量,与底床为沙质或是淤泥质并无直接联系,底床泥沙粒径对水流的作用体现在水流阻力项,这一影响可以体现在水流流速的计算中,对淤积机理并不影响.因此,2006年3月研究[8]时,航道悬沙回淤强度预测计算采用刘家驹公式[1-2]如下:式中:P为T时段内的悬沙淤积强度(m);ω为细颗粒泥沙的絮凝沉降速度(取0.0005m/s);S为浅滩水域的平均含沙量(kg/m3);T为淤积历时(s);γ0为淤积物的平均干密度(kg/m3),采用中值粒径关系式计算,γ0=1750D0.18350 ;k1,k2分别为横流和顺流淤积系数,在缺少现场资料的情况下,可分别取为 0.35,0.13;H1,H2分别代表浅滩平均水深和工程开挖后水深(m);V1,V2分别为工程前后的流速(m/s);θ为航道轴向与水流流向之间的夹角.含沙量修正计算公式为:式中:K为当地含沙量系数,与淤积物、潮流动力及波浪动力等有关,根据黄建维[9-10]、辛文杰[7,11]等的研究,工程区K值约为12~30;Vtd为潮流与风吹流的合成速度;Vw为波浪水质点平均水平速度.风浪引起水体含沙量的变化与海域具体位置有关,一般近岸水浅,波浪作用到底部的概率相对大于深水区,因此浅水域的含沙量系数K一般大于深水域.在沙质海岸应用时,K值依据实测资料确定,不宜直接套用刘家驹在淤泥质海岸获得的经验系数值(0.0273γs=72.345).工程海域多年平均风速约5.0m/s,多年平均波高0.67m.采用式(2)计算多年平均含沙量,根据2005年5月实测资料推算式(2)的系数K(假定测量期无风浪影响).涨潮时K约为9.04,落潮时K约为5.48,全潮平均为7.26.计算得到考虑平均风浪因素条件下的多年平均含沙量为0.027kg/m3,该含沙量约为实测含沙量的2.5倍. 沙质海岸滩面泥沙的含泥量明显少于淤泥质海岸,泥沙运动形式并非以悬移输运为主,底沙输移不可忽略,需补充底沙运动引起的淤积.底沙回淤强度预测采用罗肇森的风、浪、流共同作用下近底泥沙输沙率公式[12]:式中:qsb为近底泥沙单宽输沙率;C0为无量纲谢才系数;γs和γ分别为泥沙和水的重度;ubmax和ub分别为波浪垂线平均的最大轨道速度和平均轨道速度,,其中,h,T,L,H分别为波高、周期、波长和水深;uc和ω分别为泥沙起动流速和泥沙沉降速度,,ν为水的运动黏滞系数,d为泥沙粒径(mm);Vm为波浪传质速度ut,潮流速度ud和风吹流速度uw的合成速度,,uw=0.03W,W为风速,ud取数学模型计算的平均流速;θ为Vm方向与计算区域(港池或航道)轴向的夹角;Kb为综合系数,Kb=(0.12~0.18)d0.365,当Kb计算值大于0.10时,取0.10.当泥沙粒径较大时,底沙输沙作用引起的淤积强度大于悬沙.铁山港外航道2007年12月测图范围为AB段全部和BC段局部(约900m航段),对比竣工后测图,绘制AB段两次地形的差值等值线见图2,淤积0.10m的等值线与冲刷0.10m的等值线交错分布,淤积分布范围略大于冲刷分布.统计得到AB段实际回淤总量为12.03×104 m3,折算为1 a的回淤量为8.02×104m3,AB段年平均淤积强度为0.045m/a.悬沙回淤计算时沿航道轴线每1km取1采样点,底沙回淤计算时沿航道两侧每1km各取1采样点.表1列出了航道沿程计算结果,平均悬沙淤厚和平均底沙淤厚分别为0.026和0.021 m,进一步得出AB段常年回淤强度为0.047m/a,与实测值非常接近,说明采用的回淤计算方法有效,可在沙质海岸外航道建设中推广应用. 图2 外航道实测淤积强度分布Fig.2 Measured siltation distribution in offshore waterway表1 航道泥沙回淤计算结果Tab.1 Calculated siltation in waterway悬沙淤厚/m距A点距离/km床沙中值粒径/mm开挖幅度/m工程前流速/(m·s-1)工程后流速/(m·s-1)底沙淤厚/m 0.168 0.0 0.43 0.43 0.000 0.0001 0.168 -1.4 0.36 0.36 0.029 0.0002 0.178 -2.8 0.33 0.33 0.050 0.0003 0.178 -3.2 0.33 0.32 0.059 0.0004 0.182 -2.6 0.35 0.35 0.048 0.0015 0.182 -1.1 0.37 0.37 0.023 0.0006 0.180 0.0 0.41 0.42 -0.001 0.0957 0.180 0.0 0.43 0.44 -0.001 0.0078 0.189 -2.6 0.46 0.44 0.035 0.0099 0.189 -2.6 0.50 0.48 0.033 0.03210 0.198 -2.0 0.53 0.51 0.028 0.0750 110.135 -0.4 0.52 0.52 0.008 0.0354 结语铁山港外航道工程实施1年半后的回淤监测成果证明本文采用的沙质海岸开挖外航道回淤计算方法有效.沙质海岸外航道开挖后的回淤计算应分为悬沙回淤和底沙回淤分别计算,悬沙回淤可采用刘家驹公式计算,底沙回淤可采用罗肇森公式计算.悬沙回淤计算时应采用风浪修正后的代表年均含沙量,公式中的横流和顺流淤积系数宜采用规范推荐值.参考文献:[1]JTJ 213-98,海港水文规范[S].(JTJ 213-98,Code of hydrology for sea harbour[S].(in Chinese))[2]刘家驹,张镜潮.淤泥质海岸航道、港池淤积计算方法及其应用推广[R].南京:南京水利科学研究院,1994.(LIU Jiaju,ZHANG Jing-chao.Siltation prediction for navigation channels and harbour basins on muddy beach [R].Nanjing:Nanjing Hydraulic Research Institute,1994.(in Chinese)). 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鹤地水库泥沙淤积分析及疏浚对策探讨杨贵惠;黄明高【摘要】针对鹤地水库泥沙淤积现状,分析了淤积产生的原因、初步估算了入库泥沙淤积量、库边山坡岛屿淤积量,并提出水库清淤疏浚的方法、淤积物的环保利用以及民营资本参与治理等对策。
%According to the status of sediment deposition of Hedi reservoir , causes of deposition have been analyzed, incoming sedimentation amount and the hillside sedimentation amount surrounding the reservoir have been preliminary estimated , dredging measures、 environmental protection use of deposits and participative governance of private capital countermeasures have been put forward .【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P15-17)【关键词】水库;泥沙淤积;原因;治理措施【作者】杨贵惠;黄明高【作者单位】湛江市雷州青年运河管理局,广东湛江 524469;湛江市雷州青年运河管理局,广东湛江 524469【正文语种】中文【中图分类】TV697.3+11 概况鹤地水库位于廉江市城东北14 km 的河唇镇,库区跨越广西壮族自治区的陆川、博白二县,处于九洲江中游,于1958 年6 月动工兴建,1960 年5 月竣工蓄水。
水库控制流域面积为1 495 km2,总库容为11.44 亿m3,库容占湛江市全市水源总量的46%;是一宗以灌溉为主兼顾防洪、发电、供水、养殖、航运的大(1)型水利枢纽工程。
水库泥沙淤积测量方法及淤积库容计算的分析
杨立晋;李晓飞
【期刊名称】《甘肃水利水电技术》
【年(卷),期】2011(047)006
【摘要】水库泥沙淤积测量一直是一项比较烦琐的工作,本文介绍了水库淤积测量的方案设计、目前最常用的测量方法、仪器设备的选用、对数据进行处理分析,得出水库泥沙淤积量及原河流流速变化最大的区域段为水库泥沙淤积最严重的区域段.【总页数】3页(P22-24)
【作者】杨立晋;李晓飞
【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆,昌吉,831100;新疆水利水电勘测设计研究院测绘工程院,新疆,昌吉,831100
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.2+2
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1.大迫子水库泥沙淤积分析计算及防治措施 [J], 于大海;于德万
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Chap 1 泥沙特性河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学几何特性 物理化学特性 重力特性 水力特性重点内容形状、大小、群体组合双电层、絮凝容重、干容重沉速级配河流动力学絮凝容重沉速各种大小颗粒所占比列泥沙的密实程度颗粒能堆成的最陡坡度河流动力学泥沙的几何特性河流动力学河流动力学一、泥沙的粒径• 表示泥沙大小– 粗颗粒泥沙♥ 等容粒径:(排水法) ♥ 算术平均值: ♥ 几何平均值:D=( )1 3 36 V 1/ 3 πD = (a + b + c) D = abc河流动力学石– 细颗粒泥沙♥ 筛析法 ♥ 水析法:如比重计法 ♥ φ-分级法,海洋部门常 用沙– 泥沙颗粒分级标准(水利 工程界)粘性沙图. 泥沙颗粒分级标准河流动力学因为定义、量测方法等均不尽相同, 在提及粒径时需说明其测量和计算方法河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学河流动力学二、沙样组成与粒配曲线1. 粒配曲线 2. 粒径尺度 3. 沙样的均匀程度级配曲线、累积频率曲线平均粒径分选系数河流动力学粒径尺度-需要选用一个合适的刻度方法来度量泥沙粒径石沙最大颗粒与最小颗 粒的粒径之比可达 上千万倍,颗粒重 量之比更可达百亿 亿亿倍以上。
粘性沙河流动力学无穷多的泥沙颗粒,粒径分布是怎样量出来的?Q: 筛析法不能得到某 个颗粒具体的粒径,有 什么用处?筛析法得到介于两个筛子(孔径分别是D1和和D2 )之间的颗粒重 量,即D1至D2这一范围内(粒径组:D1<D<D2 ,size group)的重量。
据此可以计算粒径的累积概率分布。
河流动力学各粒径组沙洋重量百分比就是该组沙洋重量除以总重量。
沙样总重 W =∑Wi各粒径组沙样重量各粒径组沙样平均粒径Wn Wn +1 d n −1dnDn = d n −1d n Dn +1 = d n d n +1d n +1河流动力学Wn 各粒径组重量百分比 = ∑Wi当相邻两个筛子的孔径无限接近时,则得到粒径的概率密度pp ( D)对于颗粒粒径分级 很细的情况(上下两筛的 孔径非常接近,筛子个 数很多),频率直方图可 以连成光滑曲线,成为 频率曲线(sizefrequency distribution curve),即粒径的概率密 度分布。
第32卷第6期2020年12月Vol.32,No.6Dec.,2020云南地理环境研究YUNNAN GEOGRAPHIC ENVIRONMENT RESEARCH澜沧江糯扎渡电站库区泥沙淤积分析王丽媛⑺,傅开道:段必辉2(1.云南大学国际河流与生态安全研究院,云南昆明650500;2.华能澜沧江水电股份有限公司,云南昆明650214)摘要:糯扎渡电站是澜沧江流域最大的电站、同时也是澜沧江中下游梯级开发的核心工程,研究其库区的泥沙淤积对研究整个流域的泥沙淤积情况具有较大的指导意义。
采用历史水文数据,结合水文比拟法和Brune模型,计算出糯扎渡电站库区泥沙淤积量。
结果显示:糯扎渡电站库区的泥沙淤积量分别为2016年7800xl04t、2017年9534xl04t、2018年6982xl04t、2019年6178伊104t,年平均淤积量为7623伊104t0关键词:澜沧江;糯扎渡电站;泥沙淤积量;Brune模型中图分类号:K903文献标识码:A文章编号:1001-7852(2020)06-0006-060引言中国的多沙河流众多,水库大坝数量也处在世界前列,因而水库泥沙淤积问题突出,影响较大⑴。
水库淤积是一个长期累积的过程[2],泥沙淤积会减少水库的有效库容,降低水库的兴利效益,并增加进入水轮机组过流部件的泥沙,从而磨损水轮机叶片和闸门;会抬高河床、堵塞航道,破坏航运条件,甚至会进一步缩短水库的使用寿命;泥沙的比表面积较大,且含有大量的活性官能团,能够携带水体中的有机和无机污染物,会造成水体中的污染物发生迁移、转化和生物效应[3-7]。
目前研究水库泥沙淤积成果众多,据中国20座重点水库的观测资料表明,多数水库运行不足20年,总淤积量即达到设计库容的18.6%[8]。
国内对于河流水沙变化研究主要集中在长江和黄河流域,澜沧江流域水沙变化及发展趋势研究的较少。
21世纪初,澜沧江中下游水电站大量兴建,研究主要集中在中下游,Zuo等[9]深入研究澜沧江流量和沙量因水库修建发生的变化,由于梯级电站的修建,下游的输沙量和径流都有一定程度的减少,且流域内的季风气候对输沙量和径流也有影响。
航道开挖后的淤积计算方法
乐培九;阎金祥
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】1990()2
【摘要】本文根据饱和输沙和非饱和输沙的原理,分别导出了航道疏浚挖槽后淤积量的估算公式,并讨论了它们的适用范围;文中还根据实测水文泥沙资料,分析得到了伶仃洋海区潮汐水流的挟沙能力公式,可用于伶仃洋及其附近海区数学模型及泥沙计算.
【总页数】9页(P38-46)
【关键词】航道;挖槽;淤积;计算法
【作者】乐培九;阎金祥
【作者单位】交通部天津水运工程科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U615
【相关文献】
1.广利港口拦门沙航道开挖后淤积强度预测 [J], 陈静;冯秀丽;李安龙;邓声贵;周松望
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3.航道开挖后的淤积计算方法 [J], 陈兴伟;乐培九
4.航道开挖后的淤积计算方法 [J], 罗肇森
5.航道开挖后的淤积计算方法探讨 [J], 刘冰
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基于一维水沙模型华洲水库工程泥沙淤积及回水计算
燕荔
【期刊名称】《陕西水利》
【年(卷),期】2016(000)006
【摘要】本文以恒河华洲水库工程长系列的水沙资料进行分析,由于沙量资料仅有1958年~1992年共35年系列,为此,水沙系列采用1958年1月~1992年12月的水沙系列进行分析计算,计算表明:恒河华洲水库淤积形态为三角洲淤积,并得出该水库不同运行年限的淤积量、淤积库容曲线以及坝前淤积高程.为确定供水建筑物进水口最低高程提供基础参数,以便更合理的确定水工枢纽工程的总体布置.
【总页数】3页(P87-89)
【作者】燕荔
【作者单位】陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安 710001
【正文语种】中文
【中图分类】TV145
【相关文献】
1.基于一维泥沙数学模型的水库淤积与回水耦合研究 [J], 白瑞春
2.ASM三维水沙模型在西藏泄洪渠泥沙淤积计算中的应用 [J], 班久次仁;李然;李嘉;李克锋
3.基于一维水沙模型的三峡库区泥沙预报初探 [J], 陶冶;刘天成
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5.基于一维泥沙数学模型的水库淤积与回水耦合研究 [J], 白瑞春;
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乌拉泊水库水下地形图测量及泥沙淤积的分析摘要:水库水下地形图测量及泥沙淤积的分析工作一直是一项比较烦琐的工作,本文介绍了乌拉泊水库水下地形图测量测量方法、仪器设备的选用、对测量数据进行处理分析,得出水库泥沙淤积量主要集中区域段,在此区域段应重点进行水库泥沙清淤工作。
关键词:乌拉泊水库;水下地形测量;GPS—RTK;泥沙淤积测量与计算。
1.乌拉泊水库水下地形图及河道纵横剖面的测绘在开展乌拉泊水库水下地形图及河道纵横剖面测绘工作时,首先需要布设好基本测量控制网即平面控制网和高程控制网以及横剖面的断面基点的布设,布设的原则有以下要求。
平面控制网的布设应根据水库汇水面积的大小、测绘比例尺、测量的方法,按照层次少、布点均匀的原则可布设成GPS网或者导线网。
高程控制网布设应根据水库汇水面积的大小、长度来确定测量水准的等级。
横剖面的断面基点的布设应根据水库汇水区域的长短均匀布设,在测绘过程中为了工作的方便,经常会将断面基点容入平面、高程控制网中一并布设完成。
2.乌拉泊水库控制网的布设及测量:乌拉泊水库汇水面积大、且水深较浅的特点,首先对水库进行平面控制、及高程控制测量。
根据测区实际情况分析,确定本次平面控制测量为四等GPS网,高程控制测量确定为五等水准网。
平面控制测量作业严格按《水利水电工程测量规范》SL197—97中对四等GPS网的要求进行测量(具体要求见下表1,观测精度见表2)高程控制测量作业严格按《水利水电工程测量规范》SL197—97中对五等水准的要求进行测量。
从上述图1中我们可以得出以下结论:1)蓝色线为乌拉泊水库建设前期断面线,黑色断面线为本次测量水库断面线,两条线之间部分为泥沙在25号断面处的淤积面积,水库淤积较为严重。
2)本图是25号断面,实际工作中我们绘制出了将40条断面图,可以看出没条断面的淤积情况,如将断面号乘以50米,就可以知道据大坝轴线相应距离处的淤积情况。
3)通过上述断面,可以了解水库实际淤积情况,在清淤过程中,管理者就可以知道水库清淤的重点区域,在核算清淤工作量时,只需要测出清淤后的断面线,即可计算出清淤工作量。
水库特征水位
4.3.1 死水位
结巴水库死水位的选择考虑两方面因素:①应满足下游干渠自流灌溉对高程的要求;②水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
结巴水库作为下游干渠灌溉水源工程之一,灌溉取水主要为由水库放至总干渠,再由主干渠分水至降乡引水干渠及结巴子灌区东西干渠,均为自流灌溉。
因此结巴水库死水位的选择主要考虑水库正常运行年限内水库泥沙淤积的影响。
4.3.1.1 泥沙淤积计算
本阶段设计按泥沙全部入库,水库正常运行50年进行泥沙淤积计算。
(1)年淤积量计算
r P m
W
P
a
V
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年
式中:
年
V—多年平均年淤沙容积(m3/年);
P—多年平均含沙量(t/m3),取0.101kg/m3;
W—多年平均径流量(m3),取3689.71万m3;
m—入库泥沙沉积率(%),取100%;
p—淤积体的孔隙率(t/m3),取0.4;
γ—泥沙颗粒干容重(t/m3),取2.7 t/m3;
a—推移质淤积量与悬移质淤积量之比(%),取20%。
经计算,上坝址年淤积量
年
V为0.28万m3/年。
(2)淤积总量计算
结巴水库按正常运行50年进行泥沙淤积总量计算,上坝址泥沙淤积总量为14万m3。